BCG：钢铁行业绿色减排的终极挑战

随着监管机构、投资者和消费者的要求提高，工业领域脱碳的紧迫性不断增加，钢铁行业亟需切实可行的计划来推动减排。但这绝非易事，为了实现重要的减碳目标，钢铁行业必须对生产过程进行根本性的变革。我们很容易想到两种潜在解决方案：

捕获传统钢铁厂产生的二氧化碳，重新利用或储存在地下；

关停现有的工厂，建设新工厂（新工厂初期时使用天然气，最终改为使用绿氢）。 

多年来，钢铁行业一直在考虑这些改变，少数企业也利用氢基燃料试产小批量低碳钢铁。但除此之外却几乎没有任何进展，主要原因是这两种潜在解决方案都成本高昂，会造成钢铁产品价格上涨50%。 

大宗商品行业的利润率本就极低，更不可能接受这样的涨价幅度。但如果不转型，生产成本依然会越来越高。预计未来三四十年，以实现碳中和为目标的法律法规会持续出台（已批准或预批准），对采用传统工艺的钢铁企业造成越来越高的碳成本。

欧盟在监管改革方面处于世界领先的水平，目标是到2030年将温室气体排放量减少55%，到2050年实现碳中和。欧盟主要是运用市场化的举措，要求钢铁生产商为排放的二氧化碳付费。此外，欧盟很快会引入新的“碳边境调节机制”（CBAM），实质上是根据含碳量对进口钢铁征收关税。 

作为世界上最大的钢铁生产国，中国力争在2060年实现碳中和，目前也在引入国家碳定价机制。从2021年开始，中国启动了碳排放交易体系，首先覆盖电力行业，预计未来几年将扩大到钢铁行业。中国的钢铁产量规模庞大，即使是很小一部分转为绿色钢铁，也能给市场供应大量环保钢材。其中大部分可以满足欧洲对绿色钢铁的需求，由此显著影响双边的贸易差额。 

梳理钢铁行业的所有脱碳趋势之后，我们可以清楚地看到，如果钢铁生产企业想要保持竞争力，就必须快速转变生产模式并减少碳排放。钢铁企业可以采用“三步走”战略来达成目标并获得竞争优势：影响整体监管议程和对绿色钢铁的定义、支持绿色钢铁市场的发展、在规定的时间和预算内实施大型投资项目。 

即使在监管重压下，钢铁行业的减排无疑也是“老大难”问题，但我们也观察到可行的契机：行业先行者可以定义新的市场机制，参与绿色钢铁市场竞争，并借助碳中和转型实现快速发展。 

钢铁行业的碳排放约占所有人为碳排放的7%，所以是监管机构重点关注的减排领域。2021年12月，诸多经济体在第26届联合国气候变化大会（COP26）上做出了减排承诺。大多数的发达经济体设定了到2050年实现净零排放的目标，还有许多经济体宣布了雄心勃勃的2030年减排目标。 

与世界上其他地区一样，欧盟打算在未来两三年内大幅出台气候相关的法律法规来实现减排目标，对欧盟内外的钢铁生产企业都会产生影响。例如，欧盟的关键市场化举措是建立“排放交易体系”（ETS）并逐年减少碳排放许可证的总数。“碳边境调节机制”要求进口企业最早从2023年开始报告产品碳排，防止“碳泄漏”（将生产转移到海外以减少欧盟的气候成本，以及用碳密集型进口产品取代欧盟产品）。 

“碳边境调节机制”约在2026年全面落实，届时钢铁进口企业必须为在欧盟销售的产品碳排支付与欧盟钢铁生产企业相同的碳价格。“碳税机制”将逐步取消钢铁行业高碳生产企业的免费排放配额。根据“碳边境调节机制”，如果钢铁企业减少碳排放，可以出售免费排放配额，从2026年起免费排放份额将以每年10%的速度逐步减少，到2035年完全取消。  

监管政策的具体实施日期仍在谈判中，一些利益相关方在积极推动行动。比如，欧洲议会环境委员会在2021年底提议，“碳边境调节机制”应比原定的计划更早开始加速实施，且需要覆盖更多的产品，同时，在2028年就应取消免费排放配额，而非原定的2035年。该委员会认为，针对欧盟的能源密集型行业，仅靠“碳边境调节机制”不足以防止“碳泄漏”风险，还应该为出口到欧盟以外的产品提供退税。2022年1月，欧盟委员会拒绝了该提议，认为这种做法违反了欧盟对世界贸易组织的承诺。 

欧盟希望“碳边境调节机制”能够鼓励世界其他地区建立各自的碳定价体系。如果其他地区也推出类似机制，则能够与欧盟谈判“碳边境调节机制”豁免或退税（涵盖全部或部分能源密集型产品）。这样可以逐步形成“碳俱乐部”国家，因为这些国家有严格的排放规则，可以开展“碳边境调节机制”自由贸易。但其他地区的产品进入到“碳俱乐部”国家则需要支付关税。 

美国采取了不同的方式，在重返《巴黎协定》后，计划到2050年实现净零目标，但各联邦之间的碳定价体系却尚未建立。虽然存在一些区域性的碳定价体系，但在国家层面，行动主要集中在监管排放及产品标准、绿色采购和税收优惠等方面。尚不清楚美国的一系列一揽子计划是否可以获得欧盟“碳边境调节机制”的出口豁免优惠。

为了实现全球监管机构议定的减排目标，钢铁行业必须进行大规模的技术改造，以影响整个钢铁行业生态体系。如上所述，钢铁企业基本上没有采用潜在的解决方案，因为这些方案不够完善，似乎还具有破坏性，可能对业务增长和利润产生负面影响。

例如，碳捕集、利用和封存（CCUS）技术表面上为使用高炉或氧气顶吹转炉 （BF-BOF）炼钢的生产企业提供了通过碳捕集技术生产低碳钢铁的方法，但实际上该技术还远未成熟。碳封存理论上比碳利用更可行且实施速度更快，但还是面临困难，因为碳封存需要特定的地质结构来压缩和封存二氧化碳，并且需要建设广泛的碳运输网络和封存设施。即使找到了合适的储存位置，也很难具体操作，当地的居民往往会反对进行碳封存作业（邻避效应）。 

另一个设想是利用直接还原铁和电弧炉技术（DRI-EAF）完全取代钢厂的上游设施。新的熔炉以天然气为燃料，最终采用绿氢为燃料 ，从而大幅减少工厂的碳排放。然而若想成功实施，需要获得大量绿氢（使用可再生能源而非化石能源产生的氢），目前仅在展示工厂中有小规模试点，还无法实现大规模经济生产。

根据模型预测，若在欧洲和英国实施碳捕集技术，生产每公吨钢所需的碳排量会从现在的1.8吨减少到2030年的0.4吨（仅限范围1和2的排放量）。钢厂的运营成本和资本性支出会增加40%，即每公吨钢的成本增加150欧元。相比之下，采用绿氢直接还原铁和电弧炉方案将在2030年把每公吨钢产生的碳排量降低至约0.1吨，而成本增加70%，即每吨钢的成本增加260欧元。数字可能会变化，具体取决于“碳边境调节机制”或“排放交易体系”的免费排放配额政策（参阅图1）。

鉴于现有的法律法规和技术限制，以及可能给行业带来的成本压力，钢铁企业可能会感到束手无策。但为了更好地应对难题，把传统流程转变为对企业和气候而言可持续的方法，钢铁生产企业应该采取“三步走”策略。 

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协助塑造整体监管议程和对绿色钢铁的定义

随着法律法规的出台和政府考虑实施的新限制，钢铁生产企业应提出明确的理由和基于事实的观点，在谈判中阐明自身立场。但也需尽快参与更广泛的对话。

例如，欧洲新的“碳边境调节机制”将对钢铁进口企业和欧盟内钢铁生产企业的成本产生重大影响。我们担心钢铁行业会在“碳边境调节机制”谈判中坚持要求保留钢铁企业的碳排放配额，或是与世界贸易组织不兼容的出口退税。在我们看来，这种立场是不现实的，因为免费碳排放配额和“碳边境调节机制”这两项措施都是为了保护欧洲的钢铁行业免受“碳泄漏”的影响。根据世界贸易组织的规定，政府不能为同一目的提供两次补贴。因此我们建议，钢铁企业应有效缩短协商讨论的时间，不再执着于免费配额政策，而应该以可量化、基于事实的态度，专注于实施“碳边境调节机制”后遗留的“碳泄漏”风险，以及对补贴的影响。 

“碳边境调节机制”也激发了对绿色钢铁及其类别定义的探讨。出台监管政策和打造绿色钢铁市场的前提条件都是要对绿色钢铁有统一明确的定义。若要获得客户和消费者的信任，定义必须通俗易懂，获得全行业的认可。定义背后的逻辑也必须公开透明，且符合温室气体核算协议。但鉴于以下原因，达成行业共识会面临挑战： 

考虑到不同的钢铁生产方式和碳排放水平，必须平衡长材、扁钢和不锈钢企业的诉求。 

必须有助于推广产品的循环利用，同时平衡新能力建设。通过废钢回收来生产钢铁可以大幅减排，但这种生产方式既不能提供所有质量等级的钢材，也不能满足全球的钢铁需求。 

必须考虑过去在减排领域的投资，而非仅仅为新的大型投资设计激励措施。 

如果企业只是根据自身的需求修改“绿色钢铁”的定义，就有可能在谈判中得不偿失。如果钢铁行业想保持在消费者和公众心中的可靠形象，当务之急是对绿色钢铁精准定义，避免让第三方机构（如监管机构）来定义“绿色钢铁”。 

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支持绿色钢铁市场的发展

绿色钢铁技术（如利用绿氢直接还原铁和电弧炉技术）将大幅增加每吨钢的生产成本，但在许多消费品行业，钢铁价格的上涨对终端消费品价格的上涨影响有限（参阅图2）。

例如，在汽车生产行业，燃油车的钢铁含碳量约占相关碳排放量的23%，如全部切换为绿色钢铁，只会让终端汽车的价格增加约0.3%—0.7%，也就是一辆中型汽车的成本抬升约250欧元。 

在家用电器行业，钢铁含碳量约占洗衣机生产相关碳排量的25%，如全部切换为绿色钢铁，只会让洗衣机的价格增加2%—4%，也就是一台洗衣机的成本抬升不到12欧元。 

尽管很难计算绿色钢铁的需求量，但根据我们的预测，到2030年，欧洲的汽车整车厂、家电制造商和其他面临减碳需求的企业将采购2，000—4，000万吨的绿色钢铁。此外，各个行业对绿色钢铁的需求会持续增长，尤其是面向消费者的行业设定了雄心勃勃的减排目标（包括减少范围3上游的排放），例如汽车行业。

我们认为，钢铁企业会从成本加成的传统思维模式转向增值定价模式。此外，随着直接还原铁（DRI）技术的广泛应用，传统的供应链模式也将面临重大变化，长期以来在钢铁生产企业现场加工钢铁的做法会越来越少。因此，钢铁企业若想在绿色钢铁市场上取得成功，需要建立正确的合作伙伴关系和卓越的供应链管理能力。 

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在规定的时间和预算内实施大型投资项目

新的生产技术需要钢铁生产企业投资数十亿美元，远远超过多数钢铁生产项目的资本性支出。2008—2009年全球金融危机以来，钢铁行业尚未收回其资本性投资，因此钢铁企业必须通过审慎的规划和专业的执行来保障投资安全，确保在规定的时间和预算内完成项目。 

此外，为确保新的减排设施能够满负荷运作，以提升销量和利润，钢铁生产企业需要确保获得三种关键的资源： 

加强废钢的循环利用，减少二氧化碳的排放。

获取DRI-EAF工厂所需的高品质铁矿石球团。

获取DRI-EAF工厂所需的绿氢和可再生电力。

随着绿色转型的推进，我们估计这些资源将变得更加稀缺。钢铁生产企业应寻求长期的采购合同和合作关系，以维持材料的稳定供应。 

行动，时不我待

面对快速转型的碳排放格局，钢铁生产企业必须主动出击，在变幻的市场和经营环境中发挥关键作用。研究所有的监管提案对自身业务的影响，即使在准备妥协时也可以影响谈判进展；同时，建立新的销售专业知识，为初期的绿色钢铁客户制定合理的价值主张。钢铁企业还需要尽早增强管理大型投资项目的专业知识。在以上领域开展对话并采取有意义的行动，有助于帮助钢铁企业克服最艰难的挑战，渡过钢铁行业的困难时期。 

陈庆麟是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人，中国气候与可持续发展议题联席负责人。

Nicole Voigt是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人。

Jens Burchardt是波士顿咨询公司（BCG）合伙人兼副董事。

Tim Figures是波士顿咨询公司（BCG）副董事。

Franziska Eberl是波士顿咨询公司（BCG）董事经理。

Dharanidhar Nalabolu是波士顿咨询公司（BCG）首席知识分析师。

Cornelius Pieper是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人。

关于中国区专家

陈庆麟是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人，中国气候与可持续发展议题联席负责人。

彭勇是波士顿咨询公司（BCG）董事经理。

俞寅龙是波士顿咨询公司（BCG）项目经理。

（BCG波士顿咨询）